预应力锚索加固施工控制工艺解析
关键词:预应力锚索；加固；控制；工艺；注意事项
1前言
预应力锚索加固技术源于国外，它是锚杆技术发展的产物。1933年，阿尔及利亚A.Coyne工程师首次将锚索加固技术用于水电工程的坝体加固并获成功。从40年代末至70年代初，锚索加固技术得到了迅速的发展，加固理论、设计方法和有关规范也逐步出现和完善。我国的锚索加固技术始于60年代，1964年梅山水库在右岸坝基的加固中首次成功地使用了锚索加固技术。国内铁路系统自80年代开始应用预应力锚索结构于路基边坡加固防护工程中，1987年铁一院在宝成线首次采用预应力锚索加固危岩边坡，获得成功。
预应力锚索加固效果的好坏，在很大程度上取决于施工工艺是否合乎要求。
2预应力锚索加固施工控制工艺
预应力锚索加固施工主要控制工艺有成孔、制索、注浆、张拉锁定、试验验收。
（1）成孔
成孔是预应力锚索加固施工的第一步，锚索孔是锚索的工作空间。钻孔在锚索施工中占据较大比重的工作量，是影响工程费用和工期的关键性因素。在钻孔施工前，应根据设计要求的钻孔参数和地类型，确定适用的钻孔设备和工艺，力求达到提高工作效率和降低工程费用的目的。
①锚索钻孔要求干钻，禁止开水钻，以确保锚索施工岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。锚索孔径的大小应根据需要确定：预应力锚索的保护层厚度不应小于20mm，临时性预应力锚索的保护层厚度不应小于10mm。即
(1)
式中—锚索钻孔直径；
—锚索直径；
—保护层厚度，永久性锚索取20mm，临时性锚索取10mm。
②锚索孔下倾与水平面夹角为宜在之间，允许误差±1°，为确保锚孔深度，实际钻孔深度要求大于设计深度0.3m。
锚索倾角的确定，应依据锚索的经济性与锚索提供的抗滑力共同确定。
③钻进过程中应对每个孔的地层变化，钻进状态（钻压、钻速），地下水及一些特殊情况作现场记录，如地层松散、破碎时，应采用跟管钻进技术，使钻孔完整。若遇塌孔，应立即停钻，进行固壁灌浆处理（灌浆压力0.1～0.2MPa），待水泥砂浆初凝后，重新扫孔钻进。
④钻孔完成后必须使用高压空气（风压0.2～0.4MPa）将孔中岩粉及水全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩体的粘结强度。
⑤锚孔造好后，需经有关质检部门检查后，方可进行下一步工序。
⑥锚孔钻进时，应做好记录，若地形条件与设计不符，应及时通报设计单位，以便及时变更设计。
锚索钻孔直径一般大于80mm，长度一般大于10m，在岩石中，应优先选用潜孔冲击类钻机。潜孔冲击类钻机所钻凿钻孔的孔壁粗糙而对锚索的锚固十分有利。在松软破碎的岩体中一般使用旋转钻和带套管的钻机，在这类岩体中的钻孔有时需要多次钻孔注浆循环才能成孔。
（2）锚索制作
①锚索材料应选用高强度、低松弛预应力钢绞线，锚具可采用OVM型（包括配套的锚垫板、夹片和螺旋筋）。
②锚索编束前，要确保每根钢绞线顺直，不扭不叉，排列均匀，除锈，除油污，对有死弯，机械损伤及锈坑处应剔除。自由段钢绞线涂抹黄油作防腐处理后再套具有一定强度的PVC软管，PVC软管不得有破损。
③锚固段架线环与紧箍环每隔1m间隔设置。紧箍环系8号铅丝绕制，不少于两圈，自由段每隔2～3m设置一道架线环，以保证钢绞线顺直。架线环可自制，也有塑料成品。
（3）注浆
注浆是用注浆泵把液体的水泥质注浆体以一定的压力注入孔中的施工过程，锚索注浆是为了形成锚固段和为锚索提供防腐蚀保护层。另外，一定压力的注浆可以使注浆体渗入地层的裂隙和缝隙中，从而起到固结地层、提高地层承载力的作用。固结地层的范围和效果取决于注浆的压力和地层的裂隙大小。注浆是锚索施工中最为关键的工序之一，其效果的好坏直接影响到锚索的锚固性能和永久性。
在灌注向下倾斜的锚索时，注浆管应随锚索体一同送入孔底，注浆起到注满为止。当孔有积水时，最可靠的方法是注入的浆液将积水全部排出，待溢出的稠度与注入浆液的稠度一样后再停止注浆。
在含有大量裂隙或破碎的岩体中，预注浆是锚索注浆前经常的一道工序。用于局部改善地层的预注浆可作为锚索施工的一部分。
水灰比对水泥浆的质量起着特别重要的作用，过量的水会使拌和材料泌水过大并降低其强度，同时也会产生较大的收缩。
经验表明，锚索用水泥浆最适宜的水灰比为0.4～0.45，灰砂比为1：1，浆体强度≥35MPa。但在吸水性很强的地层中或要求充填地层裂隙的注浆体有时使用的水灰比可以较大。
（4）张拉、锁定
当注浆体达到预计强度即可进行张拉，张拉锚索主要为达到以下目的：1.通过对锚索加载，进一步证实锚固段的承载力和锚索的各种力学性能；2.给锚索施加预应力，达到设计加固效果。
○1必须待锚孔内的砂浆及框架混凝土的强度达到设计强度后，方可进行锚索预张拉。
○2张拉作业前必须对张拉机具设备进行标定。
○3锚索超张拉力为锚索设计拉力值的1.1倍，锚索张拉分两次进行，按从中间到两边次序对称进行第一次张拉，张拉力为预张拉值的一半，必须待每根锚索完成第一次张拉后，再按从中间到两边次序对称进行第二次张拉，直到设计张拉吨位。每次张拉应分级进行，除第一级需要稳定20～30分钟外，其余每一级需要稳定2～5分钟，并分别记录每一级钢绞线的伸长量。钢绞线张拉时受力要均匀，宜采用小千斤顶。
○4张拉达到预张拉值后，即锁定，机械切除多余的钢绞线，严禁采用电割法，并应留长5～10cm的钢绞线以防滑脱，最后用混凝土封闭。
（5）试验与验收
为了确定锚索的极限锚固力，验证锚索的各种安全系数、锚固性能、设计参数以及施工工艺的合理性，要对锚索进行各种试验，主要包括验证试验、适应性试验、验收试验。
不论是临时还是永久性锚索，在使用前均应进行验证试验。验证试验用于研究和证实拟采用的工作锚索的性质和性能、设计质量、设计合理性以及所提供的安全度。验证实验时，至少试验三根锚索，最好在与工作锚索相同的地层中进行。
通过验证试验后的锚索在使用前应进行现场适应性试验，以检查锚索在特定现场条件下的适应性。试验锚索一般不少于三根。
现场验收试验也称质量控制试验，它是针对所有工作锚索进行的，其目的是获知锚索受力大于设计荷载时的短期锚固性能，以及满足设计条件时锚索的安全系数。检查数量一般为锚索总数的5%～10%。
3结语
镇胜公路各边坡锚索加固的实践证明，按生产性试验的施工工艺进行施工的锚索合格率达100%，说明生产性试验对施工的质量控制有决定性作用。
参考文献
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